package leetcode.sort;

/**
 * @author shilei
 * @create 2021-12-09 17:35
 * 归并排序演示
 * 归并排序是利用归并的思想实现的排序方法，该算法采用经典的分治策略（分治法将问题分成一些小的问题然后递归求解，而治的阶段则将分的阶段得到的各答案 修补 在一起 即 分而治之）
 * 归并排序 10万数据随机排序  23毫秒左右
 * 归并排序 100万数据随机排序  200毫秒左右
 */
public class MergeSort {
    public static void main(String[] args) {
//        int[] arr = {8, 4, 5, 7, 1, 3, 6, 2};
//        int[] temp = new int[arr.length]; //归并排序需要一个额外的空间
//        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
//        System.out.println("归并排序后：" + Arrays.toString(arr));

        int[] arr = new int[100000];
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 1000000);
        }
        int[] temp = new int[arr.length]; //归并排序需要一个额外的空间
        long begin = System.currentTimeMillis();
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - begin);
    }

    /**
     * 分+ 合的方法 分治算法
     *
     * @param arr   排序的原始数组
     * @param left  左边有序序列的初始索引
     * @param right 右边索引
     * @param temp  中间做中转的临时数组
     */
    public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
        if (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2;//中间索引
            //向左递归进行分解
            mergeSort(arr, left, mid, temp);
            //向右递归进行分解
            mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);
            //到合并
            merge(arr, left, right, mid, temp);
        }
    }

    /**
     * @param arr   排序的原始数组
     * @param left  左边有序序列的初始索引
     * @param right 右边索引
     * @param mid   中间索引
     * @param temp  中间做中转的临时数组
     *              合并的方法
     */
    public static void merge(int[] arr, int left, int right, int mid, int[] temp) {
        int i = left; //初始化 i,左边有序序列的初始索引
        int j = mid + 1; //初始化 j 右边有序序列的初始索引
        int t = 0; //指向temp 数组的当前索引

        //1、 先把左右两边（有序）的数据按照规则填充到 temp 数组
        //直到左右两边的有序序列 有一边处理完毕为止
        while (i <= mid && j <= right) {//继续
            //如果左边的有序序列的当前元素 小于等于右边有序序列的当前元素
            //即将左边的当前元素 拷贝到 temp 数组
            //然后 t++ i++
            if (arr[i] <= arr[j]) {
                temp[t] = arr[i];
                t += 1;
                i += 1;
            } else {//反之 将右边有序序列的当前元素 填充到 temp 数组
                temp[t] = arr[j];
                t += 1;
                j += 1;
            }
        }

        //2.把有剩余数据的一边的数据依次全部填充到 temp
        while (i <= mid) {//左边的有序序列还有剩余的元素 就全部填充到 temp
            temp[t] = arr[i];
            t += 1;
            i += 1;
        }
        while (j <= right) {//右边的有序序列还有剩余的元素 就全部填充到 temp
            temp[t] = arr[j];
            t += 1;
            j += 1;
        }

        //3.将temp 数组的元素拷贝到 arr
        //注意 并不是每次都拷贝所有 temp
        t = 0;
        int tempLeft = left;
        //第一次合并 tempLeft=0 right=1
        //最后一次合并 tempLeft=0 right=7
//        System.out.println("tempLeft="+tempLeft+" "+"right="+right);
        while (tempLeft <= right) {
            arr[tempLeft] = temp[t];
            t += 1;
            tempLeft += 1;
        }

    }
}
